阅读说明：本技术 具有抱桩器的打桩船及其水上施工方法 (pile driving ship with pile gripper and overwater construction method thereof ) 是由 史鹏鹍 周学明 孙子元 于 2019-09-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种具有抱桩器的打桩船,包括船体和抱桩器,所述船体上设置有水平的导轨,所述导轨的一端延伸至船体之外,所述导轨上设置有安装座,所述安装座连接有驱动安装座沿着导轨移动的直线驱动机构,所述抱桩器设置在安装座上。还公开了一种水上施工方法,包括：A、将预制管桩固定在抱桩器上；B、将船体开至水上施工位置,使得预制管桩距离设计桩位的距离小于0.5m；C、下锚,将船体固定；D、利用直线驱动机构驱动安装座沿着导轨移动,同时利用转动驱动机构驱动导轨绕定位柱转动,对预制管桩的位置进行调整,直到预制管桩到达设计桩位；E、打桩。本发明能够调节抱桩器的位置,以便于快速找准打桩位置,提高施工效率和施工质量。(The invention discloses a pile driving ship with a pile gripper, which comprises a ship body and the pile gripper, wherein a horizontal guide rail is arranged on the ship body, one end of the guide rail extends out of the ship body, a mounting seat is arranged on the guide rail, the mounting seat is connected with a linear driving mechanism for driving the mounting seat to move along the guide rail, and the pile gripper is arranged on the mounting seat. Also discloses a water construction method, which comprises the following steps: A. fixing the precast tubular pile on a pile gripper; B. the ship body is driven to a construction position on water, so that the distance between the prefabricated pipe pile and the designed pile position is less than 0.5 m; C. anchoring and fixing the ship body; D. the mounting seat is driven to move along the guide rail by the linear driving mechanism, and the guide rail is driven to rotate around the positioning column by the rotary driving mechanism, so that the position of the precast tubular pile is adjusted until the precast tubular pile reaches a designed pile position; E. and (6) piling. The pile gripper can adjust the position of the pile gripper, so that the pile driving position can be conveniently and quickly found, and the construction efficiency and the construction quality are improved.)

具有抱桩器的打桩船及其水上施工方法

技术领域

本发明涉及水上施工技术领域，具体涉及一种具有抱桩器的打桩船及其水上施工方法。

背景技术

随着建筑行业的发展，临水工程以及水上工程越来越多的出现在工程建设种，预制管桩作为基础桩，具有桩身混凝土强度大，贯穿能力强，单桩承载能力强等优点，常用于水上建筑的支撑基础。

预制管桩水上打桩时，为了精确地找到打桩位置，经常需要对预制管桩的位置进行调整，目前，打桩船上的抱桩设备固定在船体上，不能移动，调整预制管桩的位置时，是通过移动整个船体来实现的，打桩船体积和重量大，操作费时费力，且难以控制船体的移动距离，导致施工效率低下，且打桩船容易在风浪的作用下晃动，更加难以找准桩位。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种具有抱桩器的打桩船及其水上施工方法，能够调节抱桩器的位置，以便于快速找准打桩位置，提高施工效率和施工质量。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：具有抱桩器的打桩船，包括船体和抱桩器，所述船体上设置有水平的导轨，所述导轨的一端延伸至船体之外，所述导轨上设置有安装座，所述安装座连接有驱动安装座沿着导轨移动的直线驱动机构，所述抱桩器设置在安装座上。

进一步地，所述抱桩器包括左抱箍和右抱箍，所述左抱箍和右抱箍均具有圆弧形的抱紧腔，且左抱箍和右抱箍的一端均与安装座铰接，左抱箍的另一端与右抱箍的另一端可拆卸连接。

进一步地，所述安装座的上表面设置有竖直的紧固螺栓，紧固螺栓与安装座螺纹配合，所述左抱箍和右抱箍的一端套在紧固螺栓上并与紧固螺栓间隙配合。

进一步地，所述导轨的上表面设置有齿条，且导轨的两侧面为斜面，所述安装座的下表面设置有燕尾槽，所述燕尾槽的两侧壁与导轨的两侧面滑动配合，且燕尾槽的槽底设置有传动轴，所述传动轴上设置有齿轮，所述齿轮与齿条啮合，所述直线驱动机构为电机，所述电机与传动轴相连。

进一步地，所述船体上固定设置有一圆弧形的轨道、一竖直的定位柱和一转动驱动机构，所述定位柱位于轨道的圆心处，所述轨道顶部的宽度大于底部的宽度，且轨道上套有与轨道滑动配合的滑块，所述滑块与导轨的端部固定连接，且定位柱贯穿导轨的中部并与导轨间隙配合；所述定位柱与安装座之间的导轨连接转动驱动机构。

进一步地，所述驱动机构为液压缸，所述船体上固定设置有定位座，所述液压缸的一端与定位座铰接，另一端与导轨铰接。

进一步地，所述定位柱为丝杆，且定位柱上设置有紧固螺母。

上述具有抱桩器的打桩船的水上施工方法，包括以下步骤：

A、将预制管桩固定在抱桩器上；

B、将船体开至水上施工位置，使得预制管桩距离设计桩位的距离小于0.5m；

C、下锚，将船体固定；

D、根据设计桩位的位置，利用直线驱动机构驱动安装座沿着导轨移动，同时利用转动驱动机构驱动导轨绕定位柱转动，对预制管桩的位置进行调整，直到预制管桩到达设计桩位；

E、打桩。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：将抱桩器设置在安装座上，且安装座能够在直线驱动机构的驱动下沿着导轨移动，从而可以带动抱桩器上的预制管桩在一定的范围内移动，实现预制管桩位置的调整，在施工时，可以将打桩船固定在水面上，打桩船的位置不动，只需要控制直线驱动机构的运行就能够将预制管桩位置调整到设计桩位，非常方便，省时省力，可提高施工效率，保证施工质量。

附图说明

图1为本发明打桩船的俯视示意图；

图2为导轨与安装座的配合示意图；

图3为轨道与滑块的配合示意图；

附图标记：1—船体；2—抱桩器；21—左抱箍；22—右抱箍；3—导轨；31—齿条；4—安装座；41—紧固螺栓；42—传动轴；43—齿轮；5—直线驱动机构；6—轨道；62—滑块；7—定位柱；71—紧固螺母；8—转动驱动机构；81—定位座。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

本发明的具有抱桩器的打桩船，如图1所示，包括船体1和抱桩器2，船体1可以现有的各种打桩船船体结构，所述船体1上设置有水平的导轨3，所述导轨3的一端延伸至船体1之外，所述导轨3上设置有安装座4，所述抱桩器2设置在安装座4上。可在船体1的边缘设置缺口，导轨3的一端位于船体1上，另一端伸入缺口中，安装座4和抱桩器2则位于缺口内，以便于将长度较大的预制管桩固定在抱桩器2上。所述安装座4连接有驱动安装座4沿着导轨3移动的直线驱动机构5，以便于调节安装座4和抱桩器2的位置，从而将预制管桩移动到设计桩位。

抱桩器2可以采用现有的各种抱桩机构，优选的，所述抱桩器2包括水平的左抱箍21和右抱箍22，左抱箍21和右抱箍22可由较厚的钢板切割成型，所述左抱箍21和右抱箍22均具有圆弧形的抱紧腔，抱紧腔的直径与预制管桩的直径适配，保证左抱箍21和右抱箍22的夹持面能够与预制管桩外壁充分贴合，提高抱紧稳定性。左抱箍21和右抱箍22的一端均与安装座4铰接，左抱箍21的另一端与右抱箍22的另一端可拆卸连接。抱桩时，转动左抱箍21和右抱箍22使左抱箍21和右抱箍22反向转动，使左抱箍21和右抱箍22之间具有足够的空间，然后将预制管桩吊起并放入左抱箍21和右抱箍22之间，然后转动左抱箍21和右抱箍22使左抱箍21和右抱箍22同向转动，左抱箍21和右抱箍22能够将预制管桩抱紧，然后利用螺栓等可拆卸连接件将左抱箍21和右抱箍22的连接端固定连接，即可抱紧预制管桩。这种抱桩器2结构简单，制造成本低廉，且便于操作，能够快速实现对预制管桩的抱紧。

为了提高抱桩器2的稳定性，所述安装座4的上表面设置有竖直的紧固螺栓41，紧固螺栓41与安装座4螺纹配合，所述左抱箍21和右抱箍22的一端套在紧固螺栓41上并与紧固螺栓41间隙配合。左抱箍21和右抱箍22将预制管桩抱紧后，转动紧固螺栓41，使得紧固螺栓41压紧左抱箍21和右抱箍22，对左抱箍21和右抱箍22进行固定，提高预制管桩的稳定性。此外，施工时可能会用到多种直径的预制管桩，因此需要多种尺寸的左抱箍21和右抱箍22，在更换左抱箍21和右抱箍22时，取下紧固螺栓41，将新的左抱箍21和右抱箍22套在紧固螺栓41上，再将紧固螺栓41装入安装座4上表面的螺纹孔即可，能够实现快速地更换左抱箍21和右抱箍22。

导轨3和安装座4可采用常规的配合方式，如在导轨3的上表面设置凹槽，安装座4的底部设置转轴和滚轮，滚轮位于滑槽中，直线驱动机构5驱动转轴转动，即可带动整个安装座4移动。但由于预制管桩长度较大，固定在抱桩器2上后位于导轨3的一侧，且预制管桩重量大，导致安装座4两侧的受力不均衡，容易使安装座4侧翻，因此，为了避免因安装座4一侧承受预制管桩的重力而侧翻，保证安装座4始终与导轨3稳定地配合，如图2所示，所述导轨3的上表面设置有齿条31，且导轨3的两侧面为斜面，所述安装座4的下表面设置有燕尾槽，所述燕尾槽的两侧壁与导轨3的两侧面滑动配合，且燕尾槽的槽底设置有传动轴42，所述传动轴42上设置有齿轮43，所述齿轮43与齿条31啮合，所述直线驱动机构5为电机，所述电机与传动轴42相连。电机带动传动轴42转动，传动轴42上的齿轮43随着传动轴42同步转动，在齿条31的作用下，可推动齿轮43直线移动，进而带动整个安装座4沿着导轨3长度方向移动。将导轨3的两侧面为斜面，使得导轨3顶部的宽度大于底部的宽度，与安装座4的下表面的燕尾槽配合，可有效避免安装座4从导轨3上脱离，保证安装座4只能够沿着导轨3长度方向运动。

为了更加快速地找准设计桩位，如图1和图3所示，所述船体1上固定设置有一圆弧形的轨道6、一竖直的定位柱7和一转动驱动机构8，轨道6可通过多根螺栓固定在船体1上，定位柱7的下端可焊接在船体1上，保证轨道6和定位柱7的牢固。所述定位柱7位于轨道6的圆心处，所述轨道6顶部的宽度大于底部的宽度，且轨道6上套有与轨道6滑动配合的滑块62，所述滑块62与导轨3的端部固定连接，且定位柱7贯穿导轨3的中部并与导轨3间隙配合；所述定位柱7与安装座4之间的导轨3连接转动驱动机构8。轨道6和滑块62的作用在于维持导轨3的平衡，导轨3与船体1之间没有固定连接，保证导轨3能够在船体1表面滑动，由于预制管桩重量大，必须要在导轨3位于船体1上的一端进行稳定地限位，才能保证导轨3的稳定和平衡。轨道6的两侧面可以是斜面，滑块62底部可以设置燕尾槽，可以防止滑块62从轨道6上脱离，使导轨3保持稳定，此外，轨道6的截面也可以呈倒凸字形，滑块62底部设置倒凸字形的槽。定位柱7与导轨3间隙配合，使得导轨3能够绕定位柱7转动，定位柱7转动时，滑块62沿着圆弧形的轨道6滑动，始终对导轨3进行限位，保证导轨3的稳定性。

转动驱动机构8可驱动导轨3绕着定位柱7转动，从而可以带动安装座4在一定的范围内摆动，结合安装座4沿着导轨3的直线运动，可以使安装座4快速到达一定区域内的任意位置，从而更加快速调节预制管桩的位置，更快地到达设计桩位以进行后续施工。

驱动机构8可以是人工操作的千斤顶等，为了使操作省力，优选的，所述驱动机构8为液压缸，所述船体1上固定设置有定位座81，所述液压缸的一端与定位座81铰接，另一端与导轨3铰接。

所述定位柱7为丝杆，且定位柱7上设置有紧固螺母71。将预制管桩的位置调整好后，为了避免预制管桩在风浪的推动下再次移位，转动紧固螺母71，利用紧固螺母71压紧导轨3，防止导轨3自动转动而影响预制管桩的位置精度。

上述具有抱桩器的打桩船的水上施工方法，包括以下步骤：

A、将预制管桩固定在抱桩器2上。

B、将船体1开至水上施工位置，使得预制管桩距离设计桩位的距离小于0.5m。设计桩位即设计人员设计的预制管桩的打桩位置，施工时，要找准设计桩位，并在设计桩位处将预制管桩打入水下土层。在实际施工过程中，难点在于精确将预制管桩移动到设计桩位，但很容易将预制管桩移动到设计桩位附近的区域，因此，可以快速将预制管桩运输到距离设计桩位0.5m以内的范围内。

C、下锚，将船体1固定，采用现有船只的锚即可，将船体1固定后，可以减小风浪对船体1位置的影响，尽量使船体1保持稳定，以便于快速准确地将预制管桩调整至设计桩位。

D、根据设计桩位的位置，利用直线驱动机构5驱动安装座4沿着导轨3移动，同时利用转动驱动机构8驱动导轨3绕定位柱7转动，对预制管桩的位置进行调整，直到预制管桩到达设计桩位。预制管桩的直线运动与来回摆动运动相结合，可以在一定的区域范围内将预制管桩移动到任意位置，从而实现快速、准确地定位。

E、打桩，采用现有的打桩施工过程即可。

综上，本发明利用转动驱动机构8和直线驱动机构5协同工作来调节预制管桩的位置，不需要调整整个打桩船的位置，能够快速地对预制管桩的位置进行微调并准确定位，操作方便省力，可提高施工效率，保证施工质量。